基于Modbus外部接口的物联网接入系统与方法与流程

本发明基于modbus外部接口的物联网接入系统与方法涉及一种现场设备的外部通讯接口规范和互联网接入技术。
背景技术：
：物联网技术正在逐步应用于工业现场设备、智能家居设备和医疗器械等行业，并随着互联网+的深入，物联网将提供低成本和便捷的数据采集与控制手段。在当前现场设备运行过程中，设备的运行状态通常就地存储，对于厂家的售后服务和故障诊断需要现场调取运行记录或使用人员的描述，由于过程繁琐或转述偏差，不利于快速定位问题和故障诊断，并且增加了设备售后服务成本。技术实现要素：针对上述问题，本发明公开了一种基于modbus外部接口的物联网接入系统与方法，不仅与现场设备的接口方便，而且提供了一种低成本和可靠的互联网接入解决方案，同时具有参数设置便捷的技术特点。本发明的目的实现如下：基于modbus外部接口的物联网接入系统，由外部设备提供5v电源，由第一通用异步收发传输器，中央处理器，modbus和wifi状态指示模块，第二通用异步收发传输器，esp8266wifi模块和安卓手机app程序模块组成；所述的第一通用异步收发传输器用于完成对现场设备从站的modbus数据请求；所述的中央处理器用于转换通信协议，完成对modbus数据报文的解析和重组，并构建ip报文；所述的modbus和wifi状态指示模块用于输出modbus通讯状态和wifi模块与远程服务器的连接状态；所述的第二通用异步收发传输器用于将ip报文传送至esp8266wifi模块；所述的esp8266wifi模块用于与远程服务器进行tcp连接并实现数据透传；所述的安卓手机app程序模块用于设置ssid和password，保证esp8266wifi模块能够接入互联网。上述基于modbus外部接口的物联网接入系统，利用远程服务器程序设置modbus寄存器地址，完成外部设备的远程无线数据传输。上述基于modbus外部接口的物联网接入系统，对外设备提供的数据接口为ttl的串行异步通讯，对外部设备的接口为标准modbus通讯协议。在以上基于modbus外部接口的物联网接入系统上实现的基于modbus外部接口的物联网接入方法，包括以下步骤：步骤a、通过安卓手机app程序模块设置ssid和password，使esp8266wifi模块能够接入互联网；步骤b、远程服务器将接收到接入系统所发送的心跳ip报文，通过建立的tcp连接，利用远程服务器程序设置需要采集的现场设备的多个参数和寄存器列表中的起始和终止地址，从0x0000到0xnnnn的地址列表中任意设定范围，获取的寄存器数据0xnnnn为原始二进制编码；步骤c、接入系统将利用第一通用异步收发传输器完成对现场设备从站的modbus数据请求，并将响应数据帧构建ip报文内容实时发送至远程服务器；步骤d、在远程服务器，对原始的0xnnnn二进制数据进行多字节的组合和解码得到对应物理量，同时中央处理器将实时检测esp8266wifi模块接入互联网的状态并在断网时自动重连或自动重启等措施保证ip报文的成功发送。本发明结合现场设备已经具有的故障信息收集和运行日志，将现场设备的运行记录和工作状态组建成标准modbus协议寄存器进行存储，并利用普及的wifi网络将获取到现场设备的modbus响应帧构建成ip报文，可用tcp可靠连接将ip报文实时发送至远程服务器，形成现场设备连续的工作状态和工作日志。其有益效果在于：第一、与现场设备的接口方便：modbus协议作为通用协议标准，绝大部分现场设备支持通用异步收发传输器接口，方便获取现场设备的运行数据和工作状态。第二、低成本和可靠的互联网接入：利用现有的wifi网络提供了数据远程传输的信道，通信链路不易受干扰、可靠稳定。第三、参数设置便捷：只需要利用手机app即可完成互联网的接入，同时通过服务器端程序可以远程对采集参数的设置与控制。附图说明图1是本发明基于modbus外部接口的物联网接入系统模块示意图。图2是本发明基于modbus外部接口的物联网接入方法流程图。图中：1第一通用异步收发传输器，2中央处理器，3modbus和wi-fi状态指示模块，4第二通用异步收发传输器，5esp8266wifi模块，6安卓手机app程序模块。具体实施例下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。具体实施例一本实施例是基于modbus外部接口的物联网接入系统实施例。本实施例的基于modbus外部接口的物联网接入系统，模块示意图如图1所示。该系统由外部设备提供5v电源，由第一通用异步收发传输器1，中央处理器2，modbus和wifi状态指示模块3，第二通用异步收发传输器4，esp8266wifi模块5和安卓手机app程序模块6组成；所述的第一通用异步收发传输器1用于完成对现场设备从站的modbus数据请求；所述的中央处理器2用于转换通信协议，完成对modbus数据报文的解析和重组，并构建ip报文；所述的modbus和wi-fi状态指示模块3用于输出modbus通讯状态和wifi模块与远程服务器的连接状态；所述的第二通用异步收发传输器4用于将ip报文传送至esp8266wifi模块5；所述的esp8266wifi模块5用于与远程服务器进行tcp连接并实现数据透传；所述的安卓手机app程序模块6用于设置ssid和password，保证esp8266wifi模块5能够接入互联网。具体实施例二本实施例是基于modbus外部接口的物联网接入系统实施例。本实施例的基于modbus外部接口的物联网接入系统，在具体实施例一的基础上，进一步限定利用远程服务器程序设置modbus寄存器地址，完成外部设备的远程无线数据传输。具体实施例三本实施例是基于modbus外部接口的物联网接入系统实施例。本实施例的基于modbus外部接口的物联网接入系统，在具体实施例一的基础上，进一步限定对外设备提供的数据接口为ttl的串行异步通讯，对外部设备的接口为标准modbus通讯协议。具体实施例四本实施例是基于modbus外部接口的物联网接入方法实施例。本实施例是基于modbus外部接口的物联网接入方法，在具体实施例一、具体实施例二或具体实施例三的基础上实现。该方法的流程图如图2所示，包括以下步骤：步骤a、通过安卓手机app程序模块6设置ssid和password，使esp8266wifi模块5能够接入互联网；步骤b、远程服务器将接收到接入系统所发送的心跳ip报文，通过建立的tcp连接，利用远程服务器程序设置需要采集的现场设备的多个参数和寄存器列表中的起始和终止地址，从0x0000到0xnnnn的地址列表中任意设定范围，获取的寄存器数据0xnnnn为原始二进制编码；现场设备的寄存器列表如下：场设备的寄存器列表现场设备寄存器地址寄存器内容0x00000xnnnn0x00010xnnnn0x00020xnnnn……0xnnnn0xnnnn步骤c、接入系统将利用第一通用异步收发传输器1完成对现场设备从站的modbus数据请求，并将响应数据帧构建ip报文内容实时发送至远程服务器；步骤d、在远程服务器，对原始的0xnnnn二进制数据进行多字节的组合和解码得到对应物理量，同时中央处理器2将实时检测esp8266wifi模块5接入互联网的状态并在断网时自动重连或自动重启等措施保证ip报文的成功发送。当前第1页12